Plötslig minskning av verktygsmaskinens noggrannhet? 4 diagnostiska principer och 5 diagnostiska metoder
1, Orsakerna till onormala bearbetningsnoggrannhetsfel
Orsakerna till onormala bearbetningsnoggrannhetsfel är mycket dolda och svåra att diagnostisera. Fem huvudorsaker kan sammanfattas: verktygsmaskinens matningsenhet har modifierats eller ändrats; Onormal nollförskjutning för varje axel i verktygsmaskinen; Onormalt axiellt omvänt spel; Onormal motordriftstatus, nämligen onormala elektriska och kontrolldelar; Mekaniska fel, såsom skruvar, lager, kopplingar och andra komponenter. Dessutom kan programmering av bearbetningsprogram, val av skärverktyg och mänskliga faktorer också leda till onormal bearbetningsnoggrannhet.
2, Principer för feldiagnostik av CNC-verktygsmaskiner
1. Den externa och interna CNC-maskinen är en verktygsmaskin som integrerar mekaniska, hydrauliska och elektriska komponenter, så förekomsten av dess fel kommer också att återspeglas heltäckande av dessa tre faktorer. Underhållspersonal bör först inspektera en efter en från utsidan till insidan och försöka undvika slumpmässig öppning och demontering, annars kommer det att utöka felet, göra att verktygsmaskinen tappar noggrannhet och minskar prestandan.
Generellt sett är mekaniska fel lättare att upptäcka, medan det är svårare att diagnostisera fel i CNC-system. Före felsökning, var först uppmärksam på att eliminera mekaniska fel, som ofta kan uppnå dubbelt så mycket resultat med halva ansträngningen.
3. Statisk först, sedan dynamisk. I det statiska tillståndet för verktygsmaskinen när den är avstängd, efter att ha förstått, observerat, testat, analyserat och bekräftat att det är ett oförstörande fel, kan verktygsmaskinen slås på; Under driftförhållanden, utför dynamisk observation, inspektion och testning för att identifiera fel. För destruktiva fel måste faran elimineras innan ström kan sättas på.
4. När flera fel är sammanflätade och döljs, och det inte finns något sätt att börja för tillfället, bör de enkla problemen lösas först, och de svårare problemen bör lösas senare. Ofta, efter att ha löst enkla problem, kan svårare också bli lättare.
3, Feldiagnosmetod för CNC-verktygsmaskiner
1. Intuitiv metod: (observera, lukta, ifrågasätta, skära) fråga om verktygsmaskinsfel, bearbetningsförhållanden, etc; Kontrollera - CRT-larminformation, larmindikatorlampor, deformation, rökning, förbränning av kondensatorer och andra komponenter och utlösning av skyddsanordningar; Onormalt ljud under lyssning; Lukt - Elektriska komponenter har en bränd lukt och andra obehagliga lukter; Beröringsvärme, vibrationer, dålig kontakt osv.
2. Parameterinspektionsmetod: Parametrar lagras vanligtvis i RAM. Ibland kan otillräcklig batterispänning, långvarigt strömavbrott i systemet eller extern störning orsaka parameterförlust eller förvirring. Relevanta parametrar bör kontrolleras och kalibreras baserat på felegenskaper.
3. Isoleringsmetod: För vissa fel som är svåra att skilja mellan CNC-del, servosystem eller mekanisk del används ofta isoleringsmetod.
4. Bytningsmetod av samma typ: Byt ut den misstänkta felaktiga mallen mot ett backupkort med samma funktion, eller byt ut mallar eller enheter med samma funktion.
5. Testmetoden för funktionella program innebär att man skriver några små program med alla instruktioner för G, M, S, T och andra funktioner. Vid diagnostisering av fel kan dessa program köras för att fastställa bristen på funktionalitet.
4, Exempel på diagnos och hantering av onormala bearbetningsnoggrannhetsfel
1. Mekaniskt fel som leder till onormal bearbetningsnoggrannhet
Felfenomen: Ett SV-1000 vertikalt bearbetningscenter med Frank-system. Under bearbetningen av vevstångsformen upptäcktes plötsligt att Z-axelns matning var onormal, vilket resulterade i ett skärfel på minst 1 mm (överskärning i Z-riktningen).
Feldiagnos: Under utredningen konstaterades att felet uppstod plötsligt. Verktygsmaskinen är i joggläge och vid manuell inmatning av data fungerar alla axlar normalt och återgår till referenspunkten utan några larmmeddelanden. Möjligheten för hårda fel i den elektriska styrdelen är utesluten. Följande aspekter bör kontrolleras en efter en.
Kontrollera bearbetningsprogramsegmenten som körs när verktygsmaskinens noggrannhet är onormal, särskilt för verktygslängdkompensation, kalibrering och beräkning av bearbetningskoordinatsystemet (G54-G59).
Under jog-läget flyttas Z-axeln upprepade gånger, och efter visuell, taktil och auditiv diagnos av dess rörelsestatus, visar det sig att Z-axelns rörelseljud är onormalt, speciellt när man snabbt joggar är bruset mer uttalat . Utifrån detta kan det finnas dolda faror i den mekaniska aspekten.
Check the Z-axis accuracy of the machine tool. Move the Z-axis using a hand cranked pulse generator (set its magnification to 1) × At a gear of 100, that is, for each step of change, the motor feeds 0.1mm, and observe the movement of the Z-axis with a dial gauge. After maintaining normal unidirectional motion as the starting point for forward motion, with each change in the pulse generator, the actual distance of the Z-axis movement of the machine tool d=d1=d2=d3=...=0.1mm indicates that the motor is running well and the positioning accuracy is also good. When it comes to the actual movement displacement of the machine tool, it can be divided into four stages: (1) the machine tool movement distance d1>d=0.1mm (slope greater than 1); (2) Manifested as d1=0.1mm>d2>d3 (lutning mindre än 1); (3) Verktygsmaskinens mekanism rörde sig inte och uppvisade det vanligaste backspelet; (4) Verktygsmaskinens rörelseavstånd är lika med det inställda värdet för pulsgeneratorn (med en lutning på 1), och den återgår till verktygsmaskinens normala rörelse. Oavsett hur det omvända spelet kompenseras, är dess kännetecken att förutom kompensationen i steg (3) fortfarande finns förändringar i andra steg, särskilt i steg (1), vilket allvarligt påverkar bearbetningsnoggrannheten hos verktygsmaskinen. Under kompensationsprocessen fann man att ju större gapkompensation desto större sträcka tillryggalagd under etapp (1).
Genom att analysera ovanstående inspektion tror man att det finns flera möjliga orsaker: för det första finns det en abnormitet i motorn, för det andra finns det ett mekaniskt fel, och för det tredje finns det ett gap i skruven. För att ytterligare diagnostisera felet, koppla loss motorn och skruven helt och inspektera motorn och de mekaniska delarna separat. Inspektionsresultatet visar att motorn går normalt; Vid diagnosen av den mekaniska delen fann man att det fanns ett betydande gap i den initiala rörelsen vid manuell vridning av ledarskruven. Under normala förhållanden ska det vara möjligt att känna den ordnade och mjuka rörelsen av lagren.
Felhantering: Efter demontering och inspektion visade det sig att lagret verkligen var skadat och att det var kullager som ramlade av. Efter bytet återgick verktygsmaskinen till det normala.
2. Felaktig kontrolllogik som leder till onormal bearbetningsnoggrannhet
Felfenomen: Ett bearbetningscenter tillverkat av en tillverkare av verktygsmaskiner i Shanghai har ett Frank-system. Under bearbetningsprocessen upptäcktes att X-axelns noggrannhet för verktygsmaskinen var onormal, med ett minsta noggrannhetsfel på 0.008 mm och ett maximalt noggrannhetsfel på 1,2 mm. Feldiagnos: Vid inspektion har verktygsmaskinen ställts in med arbetsstyckeskoordinatsystemet G54 efter behov. I manuellt datainmatningsläge, kör ett program i G54-koordinatsystemet, dvs "GOOG90G54X60. OY70. OF150; M30;". Efter att standby-bädden körts är det mekaniska koordinatvärdet som visas på displayen (X-axeln) "-1025.243". Anteckna detta värde. Flytta sedan verktygsmaskinen till valfri annan position i manuellt läge och kör det föregående programsegmentet igen i manuellt datainmatningsläge. Efter att verktygsmaskinen har stannat visar det sig att verktygsmaskinens koordinatvärde visas som "-1024.891", vilket skiljer sig 0,352 mm från värdet efter föregående exekvering. Använd samma metod, flytta X-axeln till olika positioner och kör programsegmentet upprepade gånger. Värdena som visas på monitorn är alla olika (instabila). Noggrann inspektion av X-axeln med hjälp av en mätklocka visade att det faktiska felet i det mekaniska läget överensstämde med felet som visades av siffrorna, vilket indikerar att orsaken till felet var överdrivet upprepat positioneringsfel på X-axeln. Att kontrollera X-axelns backspel och positioneringsnoggrannhet och kompensera för dess felvärde igen hade ingen effekt. Därför misstänks det att det finns problem med gitterlinjalen och systemparametrarna. Men varför uppstod ett så stort fel utan motsvarande larmmeddelanden? Ytterligare inspektion avslöjade att denna axel är vertikal, och när X-axeln släpps faller spindellådan ner, vilket orsakar felet.
Felhantering: Verktygsmaskinens PLC-logikstyrprogram har modifierats, det vill säga när X-axeln släpps, aktivera först belastningen av X-axeln och släpp sedan X-axeln; När du klämmer X-axeln, kläm först X-axeln och ta sedan bort aktiveringen. Efter justering löstes verktygsmaskinsfelet.
3. Onormal bearbetningsnoggrannhet orsakad av problem med verktygsmaskinens position
Felfenomen: En vertikal CNC-fräsmaskin tillverkad i Hangzhou, utrustad med Beijings KND-10M-system. Under jogging eller bearbetning upptäcktes Z-axelavvikelser.
Feldiagnos: Vid inspektion konstaterades att Z-axeln rör sig ojämnt upp och ner med buller, och det finns ett visst gap. När motorn startas uppstår instabilt ljud och ojämn kraftfördelning i Z-axelns uppåtgående rörelse under joggläget, och det känns som att motorn skakar ganska kraftigt; När man rör sig nedåt finns det ingen sådan uppenbar skakning; När den stoppas sker ingen skakning, vilket är mer märkbart under bearbetningsprocessen. Analys tyder på att det finns tre orsaker till felet: för det första är det omvända spelet för skruven mycket stort; Den andra är den onormala driften av Z-axelmotorn; Det tredje problemet är att remskivan är skadad till ojämn kraftfördelning. Men en sak att notera är att det inte finns några skakningar vid stopp och ojämna rörelser upp och ner, så problemet med onormal motordrift kan uteslutas. Diagnostisera därför först den mekaniska delen, och inga avvikelser hittades under den diagnostiska testprocessen, inom toleransen. Med undantagsregeln är det enda problemet som återstår med bältet. Vid inspektion av bältet konstaterades att det just hade bytts ut. Vid noggrann inspektion av bältet visade det sig dock att det fanns olika grad av skador på insidan av bältet, vilket uppenbarligen orsakades av ojämn kraft. Vad var anledningen till detta? I diagnosen fann man att det fanns ett problem med placeringen av motorn, det vill säga att vinkeln och positionen för klämningen var asymmetriska, vilket resulterade i ojämn kraft.
Felhantering: Sätt bara tillbaka motorn, rikta in den med vinkeln, mät avståndet (mellan motorn och Z-axelns lager) och se till att längden på båda sidor av remmen är jämn. På så sätt elimineras Z-axelns ojämna rörelse upp och ner, liksom buller och skakningar, och Z-axelns bearbetning återgår till det normala.
4. Systemparametrar inte optimerade, motorn går onormalt
Systemparametrarna som orsakar onormal bearbetningsnoggrannhet inkluderar huvudsakligen maskinens matningsenhet, nollförskjutning, reversering, etc. Till exempel har Frank CNC-systemet två typer av matningsenheter: metriska och imperiala. I processen för reparation av verktygsmaskiner påverkar lokal hantering ofta förändringarna i nollförskjutning och spelrum. Efter att felet är löst bör justeringar och ändringar göras i tid; Å andra sidan kan kraftigt mekaniskt slitage eller lösa anslutningspositioner också orsaka förändringar i parametrarnas uppmätta värden, och motsvarande modifieringar behövs för att uppfylla kraven på bearbetningsmaskinens noggrannhet.
Felfenomen: En vertikal CNC-fräsmaskin tillverkad i Hangzhou, utrustad med Beijings KND-10M-system. Under bearbetningsprocessen fann man att X-axelns noggrannhet var onormal.
Feldiagnos: Vid inspektion konstaterades att det finns ett visst gap i X-axeln och att det finns ett instabilt fenomen när motorn startar. När du rör vid X-axelmotorn med handen känner du att motorn drar ganska hårt, men när den stannar är dragningen inte uppenbar, speciellt i joggläget. Analyser tyder på att det finns två orsaker till felet: för det första finns det ett stort glapp mellan ledarskruvarna; Det andra problemet är den onormala driften av X-axelmotorn.
Felhantering: Använd parameterfunktionen i KND-10M-systemet för att felsöka motorn. Först, kompensera för de befintliga luckorna, justera sedan servosystemets parametrar och pulsundertryckningsfunktionsparametrar, eliminera vibrationerna från X-axelmotorn och återställ maskinverktygets bearbetningsnoggrannhet till normal.
